配電自動化新型三合一全仿真FTU調(diào)試箱研究

趙彪 郭雷 徐廣 唐志軍 趙云英 周鍵城 施洋

摘要：近年來，配網(wǎng)自動化開關(guān)在大面積推廣應用，配網(wǎng)自動化開關(guān)的核心部件FTU在投運前也要做大量的調(diào)試工作，如配置下發(fā)、通道調(diào)試、邏輯校核、保護校核、遙控試驗等，每次調(diào)試要對斷路器進行多次反復分合閘，電源側(cè)和負荷側(cè)電壓要核對圖紙后從接線端子接入，容易出錯，還要手動模擬有壓無壓，存在一定延遲，無法全仿真斷路器分合閘時的電壓狀態(tài)，全部校核做完幾十次的斷路器分合閘也縮短了斷路器使用壽命，特別是在運行中的FTU檢查試驗時，每次分合閘就會引起線路停送電，各種異常設(shè)置都有可能引起無法遠程分合閘，延長了停電時間，反復停送電還容易引起用戶投訴等。本文將介紹一種新型三合一全仿真FTU調(diào)試箱。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動化;FTU;調(diào)試箱

1.三合一全仿真FTU調(diào)試箱技術(shù)方案

新型三合一全仿真FTU調(diào)試箱能夠解決FTU現(xiàn)場調(diào)試時的停電影響、工作量大、容易出錯、反復登桿高墜風險等問題，快速高效的實現(xiàn)FTU功能調(diào)試。

本實用新型采用的技術(shù)方案為：

一種三合一全仿真FTU調(diào)試箱，該三合一全仿真FTU調(diào)試箱包括箱體，所述箱體內(nèi)部設(shè)有鋰電池工作電源、負荷側(cè)電壓發(fā)生器、電源側(cè)電壓發(fā)生器和繼電器KM;所述鋰電池工作電源的負極分別與負荷側(cè)電壓發(fā)生器、繼電器KM和電源側(cè)電壓發(fā)生器電性連接，其正極通過電源總開關(guān)SB分別與負荷側(cè)電壓發(fā)生器和電源側(cè)電壓發(fā)生器電性連接，且電源總開關(guān)SB與負荷側(cè)電壓發(fā)生器的連接線路上設(shè)有負荷側(cè)來電模擬開關(guān)SB2，與電源側(cè)電壓發(fā)生器的連接線路上設(shè)有電源側(cè)來電模擬開關(guān)SB1;所述繼電器KM的常開觸點Ⅰ與電源總開關(guān)SB和負荷側(cè)電壓發(fā)生器電性連接，繼電器KM的常開觸點Ⅱ與電源總開關(guān)SB和電源側(cè)電壓發(fā)生器電性連接;所述負荷側(cè)電壓發(fā)生器和電源側(cè)電壓發(fā)生器分別通過三芯線及航空插頭與FTU電性連接;繼電器KM通過二十六芯線及航空插頭與FTU電性連接。

2.技術(shù)實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。本文將描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施案例。

圖1—3所示，一種三合一全仿真FTU調(diào)試箱，該三合一全仿真FTU調(diào)試箱包括箱體1。

具體的，所述箱體1內(nèi)部設(shè)有鋰電池工作電源2、負荷側(cè)電壓發(fā)生器3、電源側(cè)電壓發(fā)生器4和繼電器KM;所述鋰電池工作電源2的負極分別與負荷側(cè)電壓發(fā)生器3、繼電器KM和電源側(cè)電壓發(fā)生器4電性連接，鋰電池工作電源2的正極通過電源總開關(guān)SB分別與負荷側(cè)電壓發(fā)生器3和電源側(cè)電壓發(fā)生器4電性連接，且電源總開關(guān)SB與負荷側(cè)電壓發(fā)生器3的連接線路上設(shè)有負荷側(cè)來電模擬開關(guān)SB2，與電源側(cè)電壓發(fā)生器4的連接線路上設(shè)有電源側(cè)來電模擬開關(guān)SB1。

所述繼電器KM的常開觸點Ⅰ與電源總開關(guān)SB和負荷側(cè)電壓發(fā)生器3電性連接，繼電器KM的常開觸點Ⅱ與電源總開關(guān)SB和電源側(cè)電壓發(fā)生器4電性連接;所述負荷側(cè)電壓發(fā)生器3和電源側(cè)電壓發(fā)生器4分別通過三芯線5及航空插頭6與FTU電性連接;繼電器KM通過二十六芯線7及航空插頭6與FTU電性連接。

通過該三合一全仿真FTU調(diào)試箱對FTU進行以下仿真：

a、電源側(cè)來電，F(xiàn)TU下達合閘指令，負荷側(cè)來電回傳至FTU;

具體的，首先閉合電源總開關(guān)SB，然后再閉合電源側(cè)來電模擬開關(guān)SB1，此時鋰電池工作電源2能夠?qū)﹄娫磦?cè)電壓發(fā)生器4進行供電，電源側(cè)電壓發(fā)生器4工作后能夠產(chǎn)生電壓，并通過三芯線5及航空插頭6傳輸至FTU，該過程相當于實際供電線路中電源側(cè)來電，F(xiàn)TU接收到電源側(cè)電壓發(fā)生器4產(chǎn)生的電壓值后，根據(jù)其內(nèi)部邏輯向?qū)嶋H供電線路中斷路器下發(fā)合閘信號。該合閘信號通過二十六芯線7及航空插頭6傳輸至繼電器KM，繼電器KM收到合閘信號后其線圈帶電，繼電器KM的常開觸點Ⅰ和常開觸點Ⅱ閉合;由于繼電器KM的常開觸點Ⅱ閉合使得負荷側(cè)電壓發(fā)生器3帶電，進而產(chǎn)生電壓并通過三芯線5及航空插頭6傳輸至FTU，該過程相當于實際供電線路中負荷側(cè)來電傳輸至FTU。

b、符合側(cè)來電，F(xiàn)TU下達合閘指令，電源側(cè)來電回傳至FTU;

具體的，首先復位電源總開關(guān)SB，并再次閉合電源總開關(guān)SB，然后再閉合負荷側(cè)來電模擬開關(guān)SB2，此時鋰電池工作電源2能夠?qū)ω摵蓚?cè)電壓發(fā)生器3進行供電，負荷側(cè)電壓發(fā)生器3工作后能夠產(chǎn)生電壓，并通過三芯線5及航空插頭6傳輸至FTU，該過程相當于實際供電線路中負荷側(cè)來電，F(xiàn)TU接收到負荷側(cè)電壓發(fā)生器3產(chǎn)生的電壓值后，根據(jù)其內(nèi)部邏輯向?qū)嶋H供電線路中斷路器下發(fā)合閘信號。該合閘信號通過二十六芯線7及航空插頭6傳輸至繼電器KM，繼電器KM收到合閘信號后其線圈帶電，繼電器KM的常開觸點Ⅰ和常開觸點Ⅱ閉合;由于繼電器KM的常開觸點Ⅰ閉合使得電源側(cè)電壓發(fā)生器4帶電，進而產(chǎn)生電壓并通過三芯線5及航空插頭6傳輸至FTU，該過程相當于實際供電線路中電源側(cè)來電。

進一步，所述負荷側(cè)電壓發(fā)生器3與鋰電池工作電源2的連接線路上還設(shè)有負荷側(cè)有電指示燈8，負荷側(cè)有電指示燈8一端與鋰電池工作電源2的負極電性連接，其另一點接入負荷側(cè)電壓發(fā)生器3與負荷側(cè)來電模擬開關(guān)SB2和繼電器KM的常開觸點Ⅰ的連接線路上;所述電源側(cè)電壓發(fā)生器4與鋰電池工作電源2的連接線路上還設(shè)有電源側(cè)有電指示燈9;電源側(cè)有電指示燈9一端與鋰電池工作電源2的負極電性連接，其另一點接入電源側(cè)電壓發(fā)生器4與電源側(cè)來電模擬開關(guān)SB1和繼電器KM的常開觸點Ⅱ的連接線路上;所述負荷側(cè)有電指示燈8和電源側(cè)有電指示燈9露于箱體1外部。

通過增設(shè)負荷側(cè)有電指示燈8和電源側(cè)有電指示燈9，使得負荷側(cè)電壓發(fā)生器3和電源側(cè)電壓發(fā)生器4帶電時，負荷側(cè)有電指示燈8和電源側(cè)有電指示燈9能夠相應的亮起，便于仿真過程中了解負荷側(cè)電壓發(fā)生器3和電源側(cè)電壓發(fā)生器4是否正常工作。

在本實用新型的另一實施例中，所述電源側(cè)電壓發(fā)生器4還連接有電源側(cè)接地模擬開關(guān)SB0，且電源側(cè)電壓發(fā)生器4通過五芯線10及航空插頭6與FTU電性連接。在a和b的仿真過程基礎(chǔ)上，還可對FTU進行以下仿真：

c、產(chǎn)生零序電壓信號，模擬接地狀態(tài)下的各種參數(shù);

具體的，F(xiàn)TU向?qū)嶋H供電線路中斷路器下發(fā)合閘信號后，繼電器KM的常開觸點Ⅰ和常開觸點Ⅱ均處于閉合狀態(tài);此時閉合電源側(cè)接地模擬開關(guān)SB0，電源側(cè)電壓發(fā)生器4產(chǎn)生零序電壓信號，并通過五芯線10及航空插頭6傳輸至FTU;該過程相當于實際供電線路出現(xiàn)接地故障，F(xiàn)TU接收到電源側(cè)電壓發(fā)生器4產(chǎn)生的零序電壓信號，根據(jù)其內(nèi)部邏輯向?qū)嶋H供電線路中斷路器下發(fā)分閘信號。該分閘信號通過二十六芯線7及航空插頭6傳輸至繼電器KM，繼電器KM收到合閘信號后其線圈失電，繼電器KM的常開觸點Ⅰ和常開觸點Ⅱ斷開，電源側(cè)電壓發(fā)生器4和負荷側(cè)電壓發(fā)生器3均失壓，F(xiàn)TU上的電源側(cè)和負荷側(cè)電壓信號均消失，完成分閘動作。

進一步的，所述繼電器KM與鋰電池工作電源2的連接線路上設(shè)有合閘指示燈11和分閘指示燈12;合閘指示燈11和分閘指示燈12露于箱體1外部。

通過增設(shè)合閘指示燈11和分閘指示燈12，使得繼電器KM接收到合閘信號或分閘信號時能夠進行相應的顯示，便于仿真過程中了解繼電器KM是否能夠正常接收FTU的合閘信號或分閘信號。

在本實用新型的另一實施例中，所述箱體1內(nèi)部還設(shè)有電流發(fā)生器13，電流發(fā)生器13通過繼電器KM與FTU電性連接的二十六芯線7接入FTU;所述電流發(fā)生器13的一端與鋰電池工作電源2負極電性連接，其另一端依次通過遙測電流模擬開關(guān)SB3、KM的常開觸點Ⅲ和電源總開關(guān)SB與鋰電池工作電源2正極電性連接。在a和b的仿真過程基礎(chǔ)上，還可對FTU進行以下仿真：

d、斷路器合閘后模擬負荷情況產(chǎn)生負荷電流;

具體的，F(xiàn)TU向?qū)嶋H供電線路中斷路器下發(fā)合閘信號后，繼電器KM的常開觸點Ⅰ、常開觸點Ⅱ和常開觸點Ⅲ均處于閉合狀態(tài);此時閉合遙測電流模擬開關(guān)SB3，使電流發(fā)生器13產(chǎn)生一個電流，該電流為0.5A或1A電流，該電流通過二十六芯線7及航空插頭6傳輸給FTU，該過程相當于實際線路中Ia、Ib、Ic、Io負荷情況下產(chǎn)生負荷電流，若FTU接收到該負荷電流，在FTU上能夠進行顯示，且電流數(shù)值一致。

進一步，所述電流發(fā)生器13與FTU電性連接的二十六芯線7上還設(shè)有電流試驗端子14，電流試驗端子14露于箱體1外部，且通過電流試驗端子14能夠外接其它電流發(fā)生器13。通過外接其它電流發(fā)生器13能夠產(chǎn)生大于1A以上的負荷電流，從而對FTU進行定值校核;校核過程以上述過程一致。

更進一步的，為了能夠適應倉庫調(diào)試和現(xiàn)場調(diào)試，所述鋰電池工作電源2還能夠通過充電插座15及充電線穿過箱體1接入市電進行充電。當鋰電池工作電源2有電時，能夠在一次設(shè)備不帶電情況下進行調(diào)試;當鋰電池工作電源2無電時，可接入市電或有現(xiàn)場直插線路PT取電進行調(diào)試。為了進一步保護鋰電池工作電源2，所述充電線上還設(shè)有過沖過敏保護器16。

3.結(jié)論

該三合一全仿真FTU調(diào)試箱內(nèi)設(shè)有鋰電池工作電源、負荷側(cè)電壓發(fā)生器、電源側(cè)電壓發(fā)生器和繼電器KM，外部通過芯線及航空插頭與FTU連接;對FTU而言，插在該三合一全仿真FTU調(diào)試箱與插在三臺真實設(shè)備上一樣。該三合一全仿真FTU調(diào)試箱能完全模擬真實設(shè)備接收和發(fā)送各種三遙信息，可通過現(xiàn)場直插線路PT取電，也可通過鋰電池工作電源供電;該三合一全仿真FTU調(diào)試箱通過負荷側(cè)來電模擬開關(guān)和電源側(cè)來電模擬開關(guān)配合繼電器KM及其觸點模擬真實環(huán)境中的信息交換，實現(xiàn)FTU安全快捷高效的調(diào)試。

通過該三合一全仿真FTU調(diào)試箱簡單將FTU航插線直接插到箱體上，無需額外二次接線，就能實現(xiàn)FUT的邏輯校核、保護校核、遙控試驗，整體傳動試驗等全仿真試驗;現(xiàn)場無需一次設(shè)備多次反復停電，仿真調(diào)試成功后，現(xiàn)場只需一次真實傳動試驗即可完成，大大縮短了停電時間、提高了供電可靠性、提升了工作效率;特別是在倉庫調(diào)試時，優(yōu)勢更為明顯，無需搬運笨重的一次設(shè)備、對一次設(shè)備也無反復操作的損傷。

該三合一全仿真FTU調(diào)試箱融合了三個笨重設(shè)備于一體，全仿真的與FTU進行各種信號交互，小型化的構(gòu)造決定了便攜的優(yōu)點，一次設(shè)備的小型化仿真解決了安全性、可靠性問題，為FTU調(diào)試工作提供了完美的解決方案。該三合一全仿真FTU調(diào)試箱原理簡單，體積小、成本低、攜帶方便，能適應倉庫調(diào)試和現(xiàn)場調(diào)試，在配網(wǎng)自動化開關(guān)大量運維工作中優(yōu)勢較為明顯，應用前景十分廣闊，能夠極大的減少調(diào)試工作量，提升工作效率、減少停電時間，社會效益和經(jīng)濟效益前景較好。